德國(guó)排水管網(wǎng)現(xiàn)狀情況介紹

德國(guó)水協(xié)DWA的專業(yè)刊物《Korrespondenz Abwasser·Abfall》（污水與垃圾）2020年第12期刊載了由德國(guó)水協(xié)DWA的調(diào)查成果《Zustand der Kanalisation in Deutschland》“德國(guó)排水管網(wǎng)狀況”，現(xiàn)摘錄部分?jǐn)?shù)據(jù)，供學(xué)習(xí)、討論、參考。

報(bào)告作者：Christian Berger(Hennef) Christian Falk (Dortmunt) Fiedrich Hetzel (Hennef) Johannes Pinnekamp (Aachen) Jan Ruppelt (Aachen/Essen) Peter Schleifer(Aachen) Jonnas Schmitt (Hennef)

從1984/85年起，德國(guó)水協(xié)就開(kāi)始對(duì)德國(guó)排水管網(wǎng)狀況進(jìn)行定期調(diào)查（基本上是三年一次）。本文基于2018年的調(diào)查數(shù)據(jù)，也是第八次調(diào)查。主要情況為：

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調(diào)查范圍

本次調(diào)查對(duì)象是全德國(guó)各地眾多的排水管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商，考慮到各運(yùn)營(yíng)商服務(wù)區(qū)域的居民人數(shù)、排水管網(wǎng)長(zhǎng)度、排水戶納管率等因素，本次共調(diào)查了423家排水管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商。涉及服務(wù)人口2860萬(wàn)人，相當(dāng)于德國(guó)總?cè)丝诘?4.7%。

按照人口規(guī)模，此次調(diào)查將城鎮(zhèn)規(guī)模分為5級(jí)，相關(guān)情況詳見(jiàn)表1。本次調(diào)查5萬(wàn)人口以下城鎮(zhèn)的調(diào)查數(shù)量占調(diào)查總數(shù)的78.3%，其排水管網(wǎng)長(zhǎng)度要占德國(guó)排水管網(wǎng)總長(zhǎng)度的75%以上，可見(jiàn)德國(guó)小城鎮(zhèn)的排水管網(wǎng)十分完善。

本次調(diào)查的排水管網(wǎng)總長(zhǎng)為126161km，約占德國(guó)排水管網(wǎng)總長(zhǎng)的21.2%。本次調(diào)查的代表樣本并不是依據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)模均勻分布的，其中G4級(jí)和G5級(jí)城鎮(zhèn)的代表性很強(qiáng)，但規(guī)模較小的城鎮(zhèn)代表性較低。各州排水管道調(diào)查情況詳見(jiàn)表2，顯然柏林和不來(lái)梅兩個(gè)城鎮(zhèn)調(diào)查比例數(shù)值很高。

表1 調(diào)查范圍概況一覽表

注：德國(guó)人口和排水管網(wǎng)km數(shù)來(lái)源于聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)局的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。

表2 各州（市）排水管道調(diào)查長(zhǎng)度占比（%）

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納管率

據(jù)聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)局報(bào)告，德國(guó)城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)納管率為97.1%，與2013年相比，提高了0.2個(gè)百分點(diǎn)。本次調(diào)查的納管率為98.2%（n=423；Σ=126161km），其與G4級(jí)和G5級(jí)城鎮(zhèn)調(diào)查占比較高有關(guān)。

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排水管道長(zhǎng)度

據(jù)聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)局報(bào)告，德國(guó)城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的總長(zhǎng)度從2013年的575580 km增加到2016年的594334 km，增長(zhǎng)了3.3%�？傮w而言，自1995年以來(lái)，城鎮(zhèn)排水管道長(zhǎng)度增加了195132 km，即每年約增加9200 km，詳見(jiàn)圖1。其中，合流制污水管網(wǎng)增長(zhǎng)了33208 km，分流制污水管網(wǎng)增長(zhǎng)了104908 km，分流制雨水管網(wǎng)增長(zhǎng)了57016 km。壓力管道約占城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)總長(zhǎng)度的8%。現(xiàn)有的壓力管道大部分都在分流制污水管道區(qū)域，所占的比例約為21%（n=230；∑=78351 km）。排水管道增加的主要原因?yàn)椋?/p>

依據(jù)規(guī)劃發(fā)展計(jì)劃，對(duì)現(xiàn)有的合流排水系統(tǒng)和分流排水系統(tǒng)擴(kuò)大；

將現(xiàn)有的合流排水系統(tǒng)改造為分流排水系統(tǒng)；

在不斷調(diào)查排水系統(tǒng)狀況的過(guò)程中，將一些排水管道納入城鎮(zhèn)排水管道范疇。

圖1 德國(guó)排水管道歷年變化圖

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管齡

按照聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)進(jìn)行管齡推算，平均管齡為36.9年�？紤]到各年齡段的長(zhǎng)度比例，排水管道的平均管齡為45.3年，詳見(jiàn)圖2。管齡差異在于不同城鎮(zhèn)規(guī)模等級(jí)的影響，較小的城鎮(zhèn)，其排水管道年齡要年輕的多，對(duì)管齡推測(cè)的影響更大。

圖2 德國(guó)城鎮(zhèn)規(guī)模與管齡關(guān)系圖

在人口低于5萬(wàn)的城鎮(zhèn)中，60%的排水管道的管齡在50年以下，而隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的擴(kuò)大，排水管道的平均管齡也在上升。在人口超過(guò)25萬(wàn)的大城鎮(zhèn)中，超過(guò)15%的排水管道年齡在100年以上。該規(guī)模城鎮(zhèn)的排水管道平均年齡為55.4年。在人口超過(guò)10萬(wàn)的城鎮(zhèn)中，管齡不明的排水管道比例低于5%，但在人口低于5萬(wàn)的城鎮(zhèn)中，管齡不明的排水管道比例增加了3倍。此外，在5萬(wàn)至10萬(wàn)人口的城鎮(zhèn)中，管齡不明的排水管道比例為20%。

德國(guó)特別提醒：管齡不應(yīng)作為是否需要修復(fù)的指標(biāo)，例如100年以上的磚石結(jié)構(gòu)排水管道往往仍處于非常良好的狀態(tài)。

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管材

與上次調(diào)查相比，排水管道的管材分布幾乎沒(méi)有任何變化。但明顯可以看出，隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的擴(kuò)大，陶土管和混凝土管的比例也在增加，塑料管的情況則相反。一方面可能是管齡結(jié)構(gòu)和管材分布有關(guān)系，因?yàn)樾〕擎?zhèn)排水管道一般較年輕，而塑料管材的使用是近幾十年才增加的。另一方面，在小區(qū)里比較常見(jiàn)的小口徑排水管道，多采用塑料材質(zhì)。在25萬(wàn)人口以上的大城鎮(zhèn)中，磚砌體管材的比例最高（4.2%）。這些磚石結(jié)構(gòu)的排水管道在該規(guī)模城鎮(zhèn)的排水管道管齡分布中占比很高，這和該規(guī)模城鎮(zhèn)排水管道管齡較高，管徑較大一致。詳見(jiàn)圖3。

圖3 管材與城鎮(zhèn)規(guī)模關(guān)系情況一覽表

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管網(wǎng)耗電量

在氣候變化大背景下，電能消費(fèi)和節(jié)約資源變得越來(lái)越重要。對(duì)污水的收集、轉(zhuǎn)輸、凈化和對(duì)飲用水的獲取、處理、分配是水資源可持續(xù)利用的重要部分。因此，本次調(diào)查除污水處理廠及其進(jìn)水泵站外，還調(diào)查了排水管網(wǎng)用電情況。

排水管網(wǎng)單位耗電量的中位數(shù)為4.45 kwh/人·年（n=263，Σ=89912 km）。相當(dāng)于污水處理廠單位耗電量的7.1%至14.9%。

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管網(wǎng)缺陷狀況

就德國(guó)整體而言，49.9%的排水管道已進(jìn)行過(guò)檢測(cè)，35.8%的排水管道做過(guò)多次檢測(cè)。尚未檢測(cè)的排水管道比例為14.3%（n=277；Σ=99122km），其中壓力管道居多。按照長(zhǎng)度加權(quán)管道結(jié)構(gòu)性缺陷比例結(jié)果如圖4所示。

圖4 德國(guó)排水管道各類結(jié)構(gòu)性缺陷占比情況

最常見(jiàn)的損壞類型是“連接管處損壞或突出”（27.3%），其次是“裂縫”（25.7%），緊隨其后的是“密封缺陷（橡膠圈扭曲、脫落）”（18.6%）、“表面缺陷”（13.1%）和“管道破裂/塌陷”（4.3%）。

按照長(zhǎng)度加權(quán)管道功能性缺陷比例結(jié)果如圖5所示。有三分之一是由植物根系生長(zhǎng)造成的，其次是粘附物（20.5%）和入滲（17.7%）。

德國(guó)排水管網(wǎng)狀況由運(yùn)營(yíng)商自身檢測(cè)評(píng)估的占60.2%，其余39.8%委托第三方服務(wù)商進(jìn)行。人口在5萬(wàn)以下的城鎮(zhèn)，管網(wǎng)現(xiàn)狀評(píng)估主要由第三方服務(wù)商進(jìn)行，而人口在25萬(wàn)以上的大城鎮(zhèn)主要由運(yùn)營(yíng)商自身進(jìn)行。

圖5 德國(guó)排水管道各類功能性缺陷占比情況

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檢查井缺陷狀況

排水檢查井的結(jié)構(gòu)和功能性缺陷如圖6所示。爬梯損壞是檢查井最常見(jiàn)缺陷（19.6%），而在上次調(diào)查中最常見(jiàn)的井蓋和井框的損壞則下降了6%。第三種最常見(jiàn)的檢查井結(jié)構(gòu)損壞原因是連接處的突出或損壞（10.7%）。在本次調(diào)查中，對(duì)檢查井檢測(cè)覆蓋率和了解程度低于管道。

圖6 德國(guó)排水檢查井各類缺陷占比情況

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排水管道修復(fù)

一個(gè)完整的排水管網(wǎng)管理體系包括修復(fù)計(jì)劃和策略，在此方面德國(guó)有健全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系。表3是德國(guó)排水管道狀態(tài)評(píng)價(jià)等級(jí)情況。排水管道狀態(tài)等級(jí)為0至2級(jí)，是需要在中短期內(nèi)進(jìn)行修復(fù)的（注：德國(guó)評(píng)價(jià)等級(jí)越低，修復(fù)迫切性越強(qiáng)），此次調(diào)查比例為24.7%。推斷整個(gè)德國(guó)這一比例是18.7%，較2013年19.4%略有下降。

表3 德國(guó)排水管道狀態(tài)評(píng)價(jià)等級(jí)情況

2014~2018年德國(guó)已修復(fù)的排水管網(wǎng)總長(zhǎng)占比為5.3%（n=212；Σ=87184km）。這意味著，德國(guó)每年平均約有1%的排水管道得到整治（修復(fù)）。但是，排水系統(tǒng)的使用壽命為100年，這就意味著，現(xiàn)階段只能維持現(xiàn)狀排水系統(tǒng)功能，并不能改善排水系統(tǒng)。故預(yù)計(jì)中短期內(nèi)需要修復(fù)的排水管道比例會(huì)進(jìn)一步增加。主要原因是還有部分排水管道沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)查檢測(cè)、排水管道不完善和其他多種因素造成的。

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管道整治（修復(fù)）方式

管道整治（修復(fù)）是指通過(guò)各種技術(shù)手段的處理，消除存在的缺陷，改善或者使得其達(dá)到預(yù)先規(guī)定的狀態(tài)，滿足排水管道運(yùn)行要求。已上升為歐盟標(biāo)準(zhǔn)的DIN EN752《建筑物外排水系統(tǒng)－第五部分：整治工藝分類》將整治措施分為三個(gè)類：

修理：局部小范圍的病害排除；

修繕：在完全或者部分利用包括其原始管渠材料的情況下，改善排水管道當(dāng)前的狀態(tài)；

更新：在原管位（內(nèi)部）或者另外的位置實(shí)施新的排水管渠，替代原有排水管渠的功能。

滿足上述三類整治措施要求的工藝技術(shù)是很多的，表4德國(guó)是各種整治工藝技術(shù)在歷年的使用情況。在以往的調(diào)查中，管道修理呈增加趨勢(shì)，管道管材翻新則持續(xù)降低。管道修理仍是最常用的方式，占51.1%。通過(guò)非開(kāi)挖內(nèi)襯翻新的比例大幅增加。在調(diào)查中， 71.4%受訪者是結(jié)合幾種修復(fù)方式，進(jìn)行綜合修復(fù)；28.6%受訪者是只采用一種修復(fù)方式。

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管道整治（修復(fù)）費(fèi)用

與以往調(diào)查一樣，本次也調(diào)查了管道整治（修復(fù)）和新建管道的費(fèi)用。表5詳細(xì)列出了過(guò)去15年的結(jié)果和對(duì)未來(lái)5年的預(yù)測(cè)。

60.0%受訪者認(rèn)為有必要增加財(cái)政支出以滿足管網(wǎng)修復(fù)的需求。58.1%的運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為，政策決定者已經(jīng)意識(shí)到這一事實(shí)，并對(duì)未來(lái)的污水基礎(chǔ)設(shè)施投資有足夠的認(rèn)識(shí)。

從表5首先可以看出，德國(guó)管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商重視大力投資改造管網(wǎng)。其次是從具體的修復(fù)費(fèi)用對(duì)比可以看出，管道修理的單位修復(fù)費(fèi)用（以米計(jì)）沒(méi)有太大的改變；而使用內(nèi)襯修復(fù)（翻新）的單位修復(fù)費(fèi)用則逐年下降，發(fā)生這一現(xiàn)象可能原因是該修復(fù)方式的改進(jìn)、優(yōu)化、使用頻率的提高，以及供應(yīng)商之間競(jìng)爭(zhēng)加劇等原因。近年來(lái)，管道管材翻新費(fèi)用略有上升。

表4 德國(guó)管道整治修復(fù)技術(shù)應(yīng)用歷年情況

德國(guó)測(cè)算排水管網(wǎng)的剩余價(jià)值為367歐元/米，排水管網(wǎng)的重建價(jià)值，即不考慮價(jià)格上漲因素，為754歐元/米（n=78；Σ=43718km）。

部分人認(rèn)為，考慮到相關(guān)法規(guī)的限制，以及在確定損害后到實(shí)施修復(fù)措施前的必要優(yōu)先順序，一定程度的管道損害也是可以實(shí)現(xiàn)管道功能的。只有在根據(jù)DWA-M 143-14確定了補(bǔ)救措施之后，才能對(duì)費(fèi)用做出可靠的說(shuō)明。所以任何關(guān)于具體費(fèi)用的說(shuō)明都會(huì)有較大的不確定性，要量化每項(xiàng)損害或每米損害長(zhǎng)度的修復(fù)費(fèi)用，專業(yè)規(guī)劃是必不可少的。

表5 德國(guó)排水管道整治（修復(fù)）費(fèi)用一覽表

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地塊排水

德國(guó)加大了對(duì)地塊排水系統(tǒng)的檢查力度，發(fā)現(xiàn)了大量與城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)相連接的地塊排水系統(tǒng)存在很多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的問(wèn)題，且需要認(rèn)真對(duì)待和解決。約有三分之二的排水管網(wǎng)的連接管有問(wèn)題，這些問(wèn)題主要發(fā)生在合流污水管中，或者是含有合流污水管在內(nèi)的組合系統(tǒng)。對(duì)污水處理系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，這一問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致外來(lái)水的增加，導(dǎo)致相關(guān)污水處理廠的處理效果變差與計(jì)費(fèi)困難。此外，受納排水管超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，不能保證無(wú)倒流的連接也是重要的問(wèn)題。

目前，13.4%的城鎮(zhèn)在現(xiàn)行法規(guī)中要求連接管道需經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)，另外46.5%的城鎮(zhèn)只有在特殊情況下才批準(zhǔn)連接管。

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地塊排水驗(yàn)收

在本次調(diào)查中，首次詢問(wèn)了新建設(shè)施后，對(duì)（私人）地塊排水設(shè)施進(jìn)行驗(yàn)收的主體。大部分地塊排水系統(tǒng)（46.3%由當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)主管當(dāng)局進(jìn)行驗(yàn)收，21.7%地塊排水系統(tǒng)由市民提交相關(guān)證書(shū)進(jìn)行驗(yàn)收，32.0%地塊系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行驗(yàn)收。78.4%的受訪者稱被要求提供相關(guān)證明、例如排水系統(tǒng)現(xiàn)狀、功能、防水測(cè)試等。大約有同樣比例的地塊排水運(yùn)營(yíng)商被要求提供符合當(dāng)?shù)貜U水法規(guī)的資質(zhì)證明，以及符合RAL GZ968或RAL GZ961的專業(yè)公司認(rèn)證。還有較少的運(yùn)營(yíng)商被要求提供SüwVO NRW的專業(yè)證明。

德國(guó)水協(xié)指出，今后，與公共部門(mén)通過(guò)選擇有質(zhì)量保證的管道建設(shè)公司一樣，地塊建設(shè)的私營(yíng)部門(mén)也應(yīng)選擇有質(zhì)量保證的管道建設(shè)公司。

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結(jié)論

1）在本次調(diào)查中，對(duì)423家排水管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了調(diào)查，這些運(yùn)營(yíng)商服務(wù)于德國(guó)2860萬(wàn)人口，排水管網(wǎng)總長(zhǎng)度126161km，占總?cè)丝诘?4.7%，約占排水系統(tǒng)總長(zhǎng)度的21%；

2）排水管網(wǎng)系統(tǒng)的平均管齡為36.9年（推測(cè)），考慮到各年齡段的長(zhǎng)度比例，排水管道的平均管齡為45.3年；德國(guó)水協(xié)特別提醒：管齡不應(yīng)作為是否需要修復(fù)的指標(biāo)，例如100年以上的磚石結(jié)構(gòu)排水管道往往仍處于非常良好的狀態(tài)。

3）德國(guó)49.9%的排水管道已進(jìn)行過(guò)檢測(cè)，35.8%的排水管道做過(guò)多次檢測(cè)。尚未檢測(cè)的排水管道比例為14.3%，最常見(jiàn)的原因是管網(wǎng)信息不全；

4）德國(guó)約有不到五分之一的系統(tǒng)需要在中短期內(nèi)進(jìn)行修復(fù)，為了長(zhǎng)期改善德國(guó)排水管網(wǎng)的狀況，必須加大排水管道的修復(fù)力度；

5）60%的受訪者認(rèn)為有必要增加管網(wǎng)系統(tǒng)的財(cái)政支出；

6）管道管材翻新和管道修復(fù)的比例在下降，而內(nèi)襯修復(fù)（翻新）的比例上升了6.3個(gè)百分點(diǎn)，上升幅度最大，內(nèi)襯修復(fù)費(fèi)用逐年下降；

7）排水管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)人員擁有足夠的專業(yè)技能，德國(guó)水協(xié)指出，今后，與公共部門(mén)通過(guò)選擇有質(zhì)量保證的管道建設(shè)公司一樣，地塊建設(shè)的私營(yíng)部門(mén)也應(yīng)選擇有質(zhì)量保證的管道建設(shè)公司；

8）混凝土和陶土仍是排水管網(wǎng)中最常使用的管材，塑料管的比例在持續(xù)增加；

9）排水管網(wǎng)的單位用電量中位數(shù)為4.45 kWh/（人·年）。

來(lái)源：本文來(lái)自城建水業(yè)